Принципы управления с использованием киберфизических систем

Введение

Проблема повышения качества продукции, повышение эффективности работ, услуг является актуальной для экономик всех государств независимо от их политического и экономического строя на протяжении уже многих десятилетий. Автоматизация и роботизация технологических процессов позволяют достигать этих целей. Однако в процессе жизненного цикла автоматизированных систем (АС) возникает потребность расширения функциональности автоматизации, достижение их умных способностей путем комплексирования новыми средствами автоматизации различных производителей, достижения. Решение возникающих при этом проблем проектирования, эксплуатации и развития усовершенствованной автоматизации возможно за счет использования компьютерных средств, которые следуют общепринятым стандартам.

Цифровизацию технологического пространства производства сегодня связывают с построением киберфизических систем (cyber-physical systems или CPS). Главной общей характеристикой таких систем является сетецентрическое взаимодействие вычислительных, технологических производственных и общественных процессов путем построения киберфизических активов и систем.

Киберфизическая система – это комплексная система физических элементов и их цифровых двойников в вычислительном слое управления, которая постоянно получает данные из окружающей их среды и использует их для оптимизации процессов достижения установленных целей. 8 Основным способом решения проблемы интероперабельности таких сред выступает последовательное применение принципов открытых систем и методологии функциональной стандартизации.

Стандартизация в области автоматизации – это деятельность, направленная на установление характеристик и правил с целью постоянного добровольного использования, для достижения упорядоченности средств автоматизации в сферах производства и услуг.

В связи с бизнес интересом многих промышленных компаний к цифровизации производств, к внедрению технологий промышленной революции Industry 4 остро встает необходимость формирования единого цифрового пространства производства . Такое пространство рекомендуется реализовывать с использованием международных и российских стандартов, устанавливающих требования интероперабельности взаимодействующих АС.

Стандарты умной автоматизации

Для решений задач интероперабельности в автоматизации в РФ разрабатываются собственные и адаптируются международные стандарты.

Центральной моделью цифрового предприятия является его онтологическая модель.

Онтологическая модель предприятий – описание его деятельности через понятия знаний о предметной области, связанной с его деятельности. Понятийное пространство такой модели формирует архитектурные особенности киберфизических систем предприятия и цифровую модель знаний для управления активами предприятия. Модель знаний по управлению киберфизической системой непрерывно совершенствуется.

Модели ситуационного управления. Это метод управления сложными техническими и организационными системами, основанный на идеях теории искусственного интеллекта: представление знаний об объекте управления и способах управления им на уровне логико-лингвистических моделей, использование обучения в качестве основных процедур при построении процедур управления по текущим ситуациям, использование дедуктивных систем для построения многошаговых решений. Модели и методы ситуационного управления могут быть использованы при построении онтологической модели технологического процесса и диспетчерского управления им с целью повышения эффективности разрабатываемых решений в конкретных производственных ситуациях.

Для формирования программ развития, обеспечивающих лидерство отечественных компаний, в ближайшие 20 лет в области новых высокотехнологичных разработок в РФ в рамках развития итероперабельности киберфизических систем в логистических цепочках созданы различные государственные фонды.

Так деятельность АО «Российская венчурная компания» (АО «РВК»), государственного фонда фондов и института развития венчурного рынка Российской Федерации направлена на формирование развитого венчурного рынка и содействие достижению Россией технологического лидерства в приоритетных сферах через объединение и развитие ресурсов, компетенций и инициатив государства, общества, частных инвесторов, предпринимателей, исследовательских, экспертных и образовательных организаций для создания и продвижения инновационных продуктов и технологий. В нем созданы комитеты, ряд из которых напрямую связан с развитием автоматизации и робототехникой: